CN107003151A - 用于运行分解器的方法和设备、分解器装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种设备（7），所述设备（7）用于运行分解器（1），所述分解器（1）具有至少一个接收绕组（3、4）或者至少一个励磁绕组（2），所述至少一个接收绕组（3、4）或者至少一个励磁绕组（2）配属于/能够配属于以能够转动的方式所支承的轴（5）、尤其电机的转子轴；并且所述设备（7）具有装置（9），所述装置（9）根据感应电压来确定所述轴（5）的角位置，所述感应电压通过所述励磁绕组（2）借助具有能够预先给定的频率和幅值的给定励磁信号（SES）产生并且通过所述接收绕组（3、4）检测。在此规定：所述励磁绕组（2）配备有用于限定所述励磁绕组（2）处的电压的器件（10），其中所述器件（10）沿着仅一个电流方向以仅在最大标准电压之上的方式限定电压。

Description

用于运行分解器的方法和设备、分解器装置

技术领域

本发明涉及一种用于运行分解器的设备以及一种装置，所述分解器具有至少一个接收绕组和至少一个励磁绕组，所述至少一个接收绕组和至少一个励磁绕组配属于/能够配属于以能够转动的方式所支承的轴、尤其电机的转子轴；所述装置根据感应电压来确定所述轴的角位置，所述感应电压通过所述励磁绕组借助具有能够预先给定的频率和幅值的给定励磁信号产生并且通过所述接收绕组检测，所述给定励磁信号尤其能够通过所述装置预先给定。

此外，本发明涉及一种用于运行这种分解器的方法以及一种分解器装置。

背景技术

为了检测电机的转子的角位置，在机动车领域中也经常使用分解器。该分解器是电磁测量变换器，该电磁测量变换器根据转子的角位置输出电气参量、尤其电压。为此，所述分解器通常具有壳体，在该壳体中布置有两个相互错开90%的接收绕组，所述接收绕组围绕着以能够转动的方式支承在壳体中的转子。此外，所述转子配备有至少一个励磁绕组，所述至少一个励磁绕组借助能够预先给定的给定励磁信号来运行，该给定励磁信号具有能够预先给定的频率和能够预先给定的幅值。不仅所述励磁绕组还有所述接收绕组都能够固定地或者说在定子侧布置在壳体中，其中所述励磁绕组通过励磁信号经由感应在转子中或者说在轴中产生磁场，所述磁场又将电压感应到接受绕组中。耦合到接收绕组中在此依赖于轴的位置或者说转子的位置，从而能够通过分析感应到接收绕组中的信号得出转子的位置或者说轴的位置。

分解器通常通过简单的插接连接与相应的分析装置或者控制器连接。如果在此该分解器被颠倒地联接或者连接，从而混淆了励磁绕组的接头，那么这导致所检测的位置信息的倒转。

发明内容

根据本发明的具有权利要求1的特征的设备具有下述优点：能够借助简单的器件可靠地识别分解器的例如在励磁绕组的接头的反极性的意义上的颠倒的联接。对此根据本发明规定，励磁绕组配备有用于限定该励磁绕组处的电压的器件，其中该器件沿着仅一个电流方向以仅在最大电压之上的方式限定电压。通过将输送给励磁绕组的给定励磁信号与实际存在的实际励磁信号进行比较现在能够得出：所述分解器是被正确地还是被颠倒地联接、尤其所述励磁绕组是被正确地还是颠倒地或者说反极性地连接。所述装置有利地构造用于，为了测试目的而提高给定励磁信号的励磁频率和励磁幅值、尤其使所述给定励磁信号的励磁频率和励磁幅值加倍，从而在励磁绕组处预先给定在最大标准电压之上的电压。于是实际励磁信号根据所述联接如此被所述器件影响：使实际励磁信号的幅值关于给定励磁信号的幅值变形或者说移动。因此，通过对所述幅值的比较能够得出正确的或者颠倒的联接。

优选地，所述器件具有齐纳二极管和与该齐纳二极管串联的二极管。由此，能够以简单且成本低廉的方式方法来实现沿着仅一个电流方向的电压限定。当然也能够设想该器件的替代的实施方式。

按照本发明的有利的改进方案此外规定：所述齐纳二极管和所述二极管与所述励磁绕组并联，以便实现电压限定。

此外优选规定：设置有配属于所述励磁绕组的分析装置，该分析装置检测实际励磁信号并且将所述实际励磁信号与所述给定励磁信号进行比较。由此来实施之前所描述的比较。

此外优选规定：如之前已经提到的那样，所述装置为了测试运行使给定励磁信号的频率和/或幅值加倍。原则上，当所述装置提高给定励磁信号的频率和/或幅值时就是有利的。然而通过同时使幅值和频率加倍实现了：在励磁绕组的该感应率中电流的幅值不改变。

根据本发明的具有权利要求6的特征的方法的特征在于，为了测试运行而提高给定励磁信号的幅值和频率、尤其使所述给定励磁信号的幅值和频率加倍，并且检测励磁绕组的实际励磁信号，并且将所述实际励磁信号与所述给定励磁信号进行比较，以便识别正确的或者颠倒的联接。所述对联接的识别在此如之前所描述的那样实施，并且由此得到之前已经提到的优点。

此外优选规定：如果实际励磁信号的正幅值从给定励磁信号偏离，则得出正确的联接，并且如果实际励磁信号的负幅值从给定励磁信号偏离，则得出颠倒的联接。以这种方式方法能够简单地确定所述联接。

此外优选规定：根据下述时相来得出正确的或者颠倒的联接，在所述时相中所述励磁绕组处的电压通过所述器件得到限定。由此能够替代地或者附加地（为了可信性）识别：所述励磁绕组是正确地还是反极性地例如与控制器或者该控制器的输出级连接。根据所述时相能够确定励磁信号的正幅值或者负幅值，并且因此确定在哪个幅值上通过电压限定器件引起了变形。相应地，能够根据从额定幅值的变形或者说偏离，如之前描述的那样得出正确的或者反极性的/颠倒的联接。从之前所描述的得到其他特征和优点。

根据本发明的具有权利要求9的特征的分解器装置的特征在于根据本发明的设备，该设备尤其实施根据本发明的方法。由此得到已经提到的优点。

附图说明

下面将参照附图详细地描述本发明。为此：

图1以简化的示图示出分解器，

图2示出有利的分解器装置并且

图3示出分解器的励磁绕组的励磁信号。

具体实施方式

图1以简化的示图示出了常规的分解器1，该分解器1具有励磁绕组2以及第一接收绕组3和第二接收绕组4。所述接收绕组3和4绕着轴5、例如电机的转子轴以相互错开90°的方式环绕地布置。所述轴5以能够转动的方式得到支承并且能够承载所述励磁绕组2，其中励磁绕组2则例如能够通过滑环或者电刷电接触。然而根据当前的实施例规定：励磁绕组2也以与定子固定或者说与壳体固定的方式配属于所述转子，以便将磁场感应地耦合到转子中，为此，励磁绕组2借助具有预先给定的幅值和频率的励磁信号来运行。

所述轴5例如与电机的输出轴以抗扭转的方式连接，使得所述轴5的角位置相应于所述转子的或者说所述电机的输出轴的角位置。也能够设想的是，所述电机的输出轴直接形成所述轴5。

在运行中，励磁绕组2借助具有交流电压的给定励磁信号来励磁，该交流电压在轴5中产生磁场，该磁场由接收绕组3和4检测。于是由接收绕组3、4所检测到的、通过励磁绕组2感应得到的电压的相位依赖于轴5的位置。在角位置为0°时，实现将所述磁场最大耦合到余弦轨迹中或者说耦合到接收绕组3中。在角位置为90°时，实现将所述磁场最大耦合到正弦轨迹中或者说耦合到接收绕组4中。在角位置为45°时，所述磁场被分摊地耦合到接收绕组3和接收绕组4中。在所述轴的或者说所述定子的旋转过程中，分解器1因此在接收绕组3、4处提供位置调制的交流电压。

替代地，所述励磁绕组借助正弦状的交流电压来励磁。在这种情况下，则在接收绕组3和4中感应得到的电压的幅值依赖于轴5的角位置并且相应于轴5的角位置的正弦和余弦。

分解器1是分解器装置6的组成部分，该分解器装置6此外具有用于运行该分解器的设备7。所述设备7尤其具有信号发送器8，该信号发送器8例如具有电源并且通过第一接头A1和第二接头A2与励磁绕组2电连接。如果所述接头A1和A2被互换，那么分解器1因此颠倒地与所述信号发送器联接，这导致所获取的角度信息的倒转。现在要参照附图2和3来解释设备7的一种有利的构造方式和一种方法，所述有利的构造方式和方法可靠地识别分解器1的颠倒的联接。

为此，图2以简化的示图示出具有信号源8和励磁绕组2的分解器装置6。在此，信号发送器8的仅一个接头A1被标出，并且励磁绕组2一侧与接头A1连接并且另一侧与地极M连接。

此外，分解器装置6具有下述装置9，该装置操控信号源8，并且该装置分析通过接收绕组3、4所检测到的、感应得到的电压，以便如之前描述的那样确定轴5的角位置。

励磁绕组2配备有用于沿一个电流方向限定通过励磁绕组2产生的电压的器件10。该器件10与励磁绕组2并行以串联的方式具有齐纳二极管11和二极管12，其中齐纳二极管11在当前的实施例中具有12伏特的反向电压。此外，励磁绕组2配备有分析装置13，该分析装置13检测励磁绕组2的实际励磁信号并且将所述实际励磁信号与由所述装置9预先给定的给定励磁信号进行比较。所述装置9和分析装置13也能够通过唯一的仪器、例如控制器来构成。

在正常运行中，所述装置9如此控制分解器装置6，使得给定励磁信号被预先给定并且被励磁绕组2转化。通过该励磁信号引起的、感应到轴5中的电压如之前描述的那样被耦合到接收绕组3、4中，以便确定轴5的角位置。在此器件10被如此构造，以使得该器件在分解器1的正常运行中不限定流经励磁绕组2的电流和电压，并且不影响或者说不妨碍分解器的（正常）运行。

为了在测试运行中获取分解器6的正确的联接，所述装置9如此改变给定励磁信号，以使得所述励磁信号的幅值和频率加倍。通过使所述幅值和频率同时加倍引起：在该感应率中电流的幅值不改变。优选地，励磁信号通过合适的电子电路、尤其借助通过微控制器例如装置9实现的脉宽调制产生，并且优选地，实施了针对正弦信号形成的滤波。通过使幅值和频率加倍，使为励磁绕组2预先给定的电压提高超过最大标准电压。现在所述器件10以限定电压的方式作用于在励磁绕组2处预先给定的电压。

对此，图3在图表中关于时间t展开地示出了给定励磁信号SES和实际励磁信号IES。在第一个500μs中借助标准的给定励磁信号来操控分解器。实际励磁信号相应于预先给定的给定励磁信号。在500μs后使给定励磁信号的幅值和频率加倍。接着在宽的时间范围内实际励磁信号跟随给定励磁信号。然而，在下述时相中实际励磁信号的正幅值变形并且从给定励磁信号的幅值偏离：在该时相中所述器件10基于更大的幅值产生对电压的限定。

当分解器颠倒地联接时，实际励磁信号的负幅值变形。因此，能够通过读取励磁信号或者说通过检测实际励磁信号ISE以简单的方式方法得出分解器的正确的或者颠倒的联接。

在运行中，励磁绕组2例如以20Vpp（Volt peak peak，峰-峰值电压）来运行，由此励磁信号SIN_HI在10伏特到20伏特之间振荡并且励磁信号SIN_LO反相地在20伏特到10伏特之间振荡。在测试运行中所述幅值会被提高到40Vpp，并且优选地频率也被加倍，以避免饱和效应。接下来，励磁信号SIN_HI则在5伏特到25伏特之间振荡并且励磁信号SIN_LO反相地在25伏特到5伏特之间振荡。在励磁绕组2的接头HI和接头LO之间的与常规的二极管10串联的齐纳二极管11则分相位被激活。这种“截削（Clipping）”而后通过读取实际励磁信号如之前描述的那样得到识别。

Claims (9)

1.用于运行分解器（1）的设备（7），所述分解器（1）具有至少一个接收绕组（3、4）或者至少一个励磁绕组（2），所述至少一个接收绕组（3、4）或者至少一个励磁绕组（2）配属于/能够配属于以能够转动的方式所支承的轴（5）、尤其电机的转子轴；并且所述设备（7）具有下述装置（9），所述装置（9）根据感应电压来确定所述轴（5）的角位置，所述感应电压通过所述励磁绕组（2）借助具有能够预先给定的频率和幅值的给定励磁信号（SES）产生并且通过所述接收绕组（3、4）检测，其特征在于，所述励磁绕组（2）配备有用于限定所述励磁绕组（2）处的电压的器件（10），其中所述器件（10）沿着仅一个电流方向以仅在最大标准电压之上的方式限定所述电压。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述器件（10）具有齐纳二极管（11）和与所述齐纳二极管（11）串联的二极管（12）。

3.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述齐纳二极管（11）和所述二极管（12）与所述励磁绕组（2）并联。

4.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于配属于所述励磁绕组（2）的分析装置（13），所述分析装置（13）检测实际励磁信号（IES）并且将所述实际励磁信号（IES）与所述给定励磁信号（SES）进行比较。

5.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述装置（9）为了测试运行提高所述给定励磁信号的频率和/或幅值、尤其使所述给定励磁信号的频率和/或幅值加倍。

6.分解器装置（6），所述分解器装置（6）具有分解器（1），所述分解器（1）具有至少一个接收绕组（3、4）和至少一个励磁绕组（2），所述至少一个接收绕组（3、4）和至少一个励磁绕组（2）配属于/能够配属于以能够转动的方式所支承的轴（5）、尤其电机的转子轴；并且所述分解器装置（6）具有下述装置（9），所述装置（9）根据感应电压来确定所述轴（5）的角位置，所述感应电压通过所述励磁绕组（2）借助具有能够预先给定的频率和幅值的给定励磁信号（SES）产生并且通过所述接收绕组（3、4）检测，其特征在于根据权利要求1至5中任一项或者多项所述的设备（7）。

7.用于运行根据权利要求6所述的分解器装置（6）的方法，其特征在于，为了测试运行提高所述给定励磁信号（SES）的幅值和/或频率、尤其使所述给定励磁信号（SES）的频率和/或幅值加倍，并且检测所述励磁绕组（2）的实际励磁信号（IES）并且将所述实际励磁信号（IES）与所述给定励磁信号进行比较，以便识别所述分解器装置（6）的正确的或者颠倒的联接。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，如果所述实际励磁信号（IES）的正幅值从所述给定励磁信号（SES）偏离，则识别为正确的联接；并且如果所述实际励磁信号（IES）的负幅值从所述给定励磁信号（SES）偏离，则识别为颠倒的联接。

9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据下述时相来识别颠倒的或者正确的联接，在所述时相中所述电压通过所述器件（10）得到限定。